DE69203696T2 - Device for attaching a glass to a vibrating support element, in particular on the screen of a dashboard. - Google Patents
Device for attaching a glass to a vibrating support element, in particular on the screen of a dashboard.Info
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Befestigung einer Glasscheibe zwischenzwei steifen, einen Rahmen bildenden Halteteilen mittelseiner mechanischen Klemmanordnung, die insbesondere für Umgebungen mit erheblichen Schwingungen bestimmt ist.The present invention relates to a device and a method for fastening a glass pane between two rigid holding parts forming a frame by means of a mechanical clamping arrangement, which is particularly intended for environments with significant vibrations.
Die Erfindung findet ihren Einsatz insbesondere bei der Herstellung von Elektrolumineszenz- oder LCD-Bildschirmen als Anzeigeschirme für die Armaturenbretter von militärischen oder zivilen Flugzeugen.The invention is used in particular in the production of electroluminescent or LCD screens as display screens for the dashboards of military or civilian aircraft.
Selbstverstandlich läßt sich das Einsatzgebiet der Erfindung ausweiten auf die Linsen von optischen Anordnungen oder auch auf Bullaugen, Windschutzscheiben etc.Of course, the application area of the invention can be extended to the lenses of optical arrangements or even to portholes, windshields, etc.
Bei den für diese besonderen Umgebungsbedingungen bestimmten Anwendungen werden die Glasscheiben üblicherweise durch Klebung oder Pressung zwischen zwei einen Rahmen bildenden mechanischen Halteteilen befestigt.In applications intended for these special environmental conditions, the glass panes are usually fixed by gluing or pressing between two mechanical supports forming a frame.
Der bei dieser Art des Zusammenbaus auftretende Hauptnachteil liegt darin, daß die Eigenfrequenzen der Schwingungen der Glasscheibe nicht beherrschbar sind, welche direkt von denjenigen der für den Zusammenbau verwendeten Materialien beeinflußt werden, insbesondere von denjenigen der steifen Halteteile und der ebenfalls steifen Befestigungsteile.The main disadvantage of this type of assembly is that it is impossible to control the natural frequencies of the vibrations of the glass pane, which are directly influenced by those of the materials used for the assembly, in particular by those of the rigid support parts and the equally rigid fastening parts.
Damit besteht aber das Risiko, daß diese Frequenzen der Glasscheibe denjenigen eines anderen mechanischen Teils des Befestigungsaufbaus entsprechen, so daß durch von diesem stammende Kopplungs- und Aufschaukelvorgänge ein Bruch der Glasscheibe auftreten kann.However, there is a risk that these frequencies of the glass pane correspond to those of another mechanical part of the fastening structure, so that the glass pane can break due to coupling and rocking processes originating from this.
Es sei betont, daß bei der Verwirklichung der Erfindung zuerst daran gedacht worden ist, eine weiche Dichtung in den Falz der den Rahmen bildenden steifen Halteteile einzulegen, d.h. beidseits zwischen ihm und dern Außenumfang der Glasscheibe.It should be emphasized that in the implementation of the invention, the first idea was to insert a soft seal into the fold of the the rigid holding parts forming the frame, ie on both sides between it and the outer circumference of the glass pane.
Eine derartige Vorrichtung ist in der französischen Patentanmeldung FR-A-2453743 beschrieben, wobei jedoch Schwingungsversuche gezeigt haben, daß, wenn die weiche Dichtung ihre Rolle als Dampfer für Schwingungen und unterschiedliches Ausdehnungsvermögen zwischen Glas und Halterung erfüllt, diese nicht ausreicht zur Unterdrückung der Schwingungsfrequenzen, die sich in der Glasscheibe ausbilden, da keinerlei Steuerung der auf die Dichtungen einwirkenden Klemmanordnung möglich ist, so daß diese in zufälliger Weise mehr oder weniger komprimiert werden.Such a device is described in the French patent application FR-A-2453743, but vibration tests have shown that, when the soft seal fulfils its role as a damper for vibrations and differential expansion between the glass and the support, it is not sufficient to suppress the vibration frequencies that develop in the glass pane, since it is not possible to control the clamping arrangement acting on the seals, so that they are compressed more or less randomly.
Um diesen Nachteil zu beheben, schlägt die Erfindung nicht nur vor, die Eigenfrequenzen der Glasscheiben von denjenigen der anderen mechanischen Teile zu entkoppeln, sondern auch in geeigneter Weise die Frequenzen der Glasscheibe zu wählen durch Steuerung ihres Klemmgrades und dies ohne besondere Vorsichtsmaßnahme der Bedienungsperson, welche bei der Montage auf die mechanische Klemmanordnung mit den dafür zulässigen Nominalmomenten einwirken kann, ohne das Risiko einzugehen, die Glasscheibe zu beschädigen für den Fall, in dem die Momente nicht genau eingehalten werden.In order to remedy this drawback, the invention proposes not only to decouple the natural frequencies of the glass panes from those of the other mechanical parts, but also to suitably select the frequencies of the glass pane by controlling its degree of clamping, and this without any special precautions being required by the operator, who, during assembly, can act on the mechanical clamping arrangement with the nominal torques permitted for it, without running the risk of damaging the glass pane in the event that the torques are not precisely respected.
Zu diesem Zweck bezieht sich die Erfindung auf eine Vorrichtung zur Befestigung einer Glasscheibe zwischen zwei steifen, einen Rahmen bildenden Halteteilen mittels einer mechanischen Klemmanordnung, wobei die Scheibe zwischen den beiden Halteteilen mittels zweier elastischer Umfangsdichtungen eingeklemmt ist, die jeweils zwischen den Innenf lächen der Halteteile sowie der zugehörigen Seite der Scheibe angeordnet sind und deren Druck steuerbar ist durch Zwischenschaltung wenigstens eines steifen Füllstücks zwischen die Halteteile, auf dem sich die Halteteile abstützen, wenn eine Kraft mit ihrem Nominalwert auf die mechanische Klemmanordnung einwirkt; sie ist dadurch gekennzeichnet, daß das steife Füllstück eine einstellbare Dicke aufweist für eine gewählte Kompression der elastischen Dichtungen, so daß die Eigenfrequenz der Schwingung der Glasscheibe einstellbar ist, ohne daß Überlagerungen mit den Eigenfrequenzen der anderen mechanischen Teile auftreten.For this purpose, the invention relates to a device for fixing a glass pane between two rigid holding parts forming a frame by means of a mechanical clamping arrangement, the pane being clamped between the two holding parts by means of two elastic peripheral seals, each arranged between the inner surfaces of the holding parts and the associated side of the pane, the pressure of which is controllable by interposing at least one rigid filler between the holding parts, on which the holding parts rest when a force of its nominal value acts on the mechanical clamping arrangement; it is characterized in that the rigid filler has an adjustable thickness for a selected compression of the elastic seals so that the natural frequency of the vibration of the glass pane can be adjusted without interference with the natural frequencies of the other mechanical parts.
Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel besteht das steife Füllstück mit einstellbarer Dicke aus einem Stapel zerlegbarer Bleche vorgegebener Dicken.According to a preferred embodiment, the rigid filler piece with adjustable thickness consists of a stack of detachable sheets of predetermined thicknesses.
Die Erfindung betrifft auch ein Montageverfahren unter Verwendung dieser Vorrichtung, welches durch die folgenden Schritte gekennzeichnet ist:The invention also relates to an assembly method using this device, which is characterized by the following steps:
(a) Anordnung der Tragstruktur, bestehend aus einem ersten steifen Halteteil, das einen Rahmen bildet,(a) Arrangement of the support structure, consisting of a first rigid support part forming a frame,
(b) Anordnung einer ersten elastischen Dichtung auf der Innenfläche des ersten Halteteils, wobei sie in eine Nut eingreift,(b) arranging a first elastic seal on the inner surface of the first holding part, engaging in a groove,
(c) Anordnen einer Scheibe auf der ersten Dichtung,(c) placing a disc on the first seal,
(d) Anordnen eines steifen Füllstücks einstellbarer Dicke, bestehend aus einem Stapel aus Blechen oder zerlegbaren Plättchen entlang einer inneren Umfangsfläche des steifen Halteteils,(d) arranging a rigid filler of adjustable thickness, consisting of a stack of sheets or separable plates along an inner peripheral surface of the rigid holding part,
(e) Anordnen einer zweiten elastischen Dichtung auf einer Seite der Scheibe,(e) arranging a second elastic seal on one side of the disc,
(f) Anordnen eines zweiten steifen Halteteils in einen Falz, in welchen die zweite Dichtung eingreift,(f) arranging a second rigid holding part in a fold into which the second seal engages,
(g) Einsetzen von Schrauben in Öffnungen, welche die ersten und zweiten Teile sowie das Füllstück durchsetzen und(g) Inserting screws into openings passing through the first and second parts and the filler piece and
(h) Anziehen der Schrauben bis die ersten und zweiten steifen Tragteile auf dem Füllstück anliegen, dessen Dicke durch Abnahme eines oder mehrerer der Plättchen eingestellt wird.(h) Tighten the screws until the first and second rigid support members rest on the filler piece, the thickness of which is adjusted by removing one or more of the plates.
Die Erfindung wird besser verstanden im Zusammenhang mit der naphfolgenden Beschreibung unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung, wobei auch weitere Besonderheiten der Erfindung hervorgehen, wobei in der Zeichnung in nicht begrenzender Weise dargestellt ist, wie die Erfindung verwirklicht werden kann; es zeigen:The invention will be better understood in connection with the following description with reference to the accompanying drawing, in which further particularities of the invention will also emerge, in which the drawing shows in a non-limiting way how the invention can be implemented; in which:
Fig. 1 eine perspektivische auseinandergezogene Ansicht einer erfindungsgemäßen Befestigungsvorrichtung für eine Glasscheibe undFig. 1 is a perspective exploded view of a fastening device according to the invention for a glass pane and
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II von Fig. 1 nach dem Zusammenbau der Teile.Fig. 2 is a section along line II of Fig. 1 after assembly of the parts.
Als Beispiel zeigen die Figuren eine Befestigungsvorrichtung 1 für einen ebenen LCD-Bildschirm 2, der insbesondere als Anzeigeschirm für das Armaturenbrett von militärischen oder zivilen Flugzeugen ausgelegt ist.As an example, the figures show a fastening device 1 for a flat LCD screen 2, which is designed in particular as a display screen for the dashboard of military or civil aircraft.
Gemäß einem bevorzugten Montageverfahren der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Vorrichtung weist diese eine Tragstruktur aus Aluminium auf, bestehend aus einem ersten steifen Halteteil 3, das einen rechtwinkligen Rahmen bildet und auf dem sich die Glasscheibe 2 von identischer Gestalt aber kleineren Abmessungen befindet, und zwar mittels einer ersten weichen Umfangsdichtung 5, die in einem Falz oder einer Nut 7 des Tragteils 3 vorgesehen ist zwischen einem Umfangsabschnitt der Fläche 2a der Glasscheibe 2 und einer Innenfläche 3a des Tragteils 3, wodurch ein Teil der Nut 7 gebildet wird.According to a preferred method of assembling the device according to the invention described above, it comprises a support structure made of aluminum, consisting of a first rigid support part 3 forming a rectangular frame and on which the glass pane 2 of identical shape but smaller dimensions is located, by means of a first soft peripheral seal 5 provided in a fold or groove 7 of the support part 3 between a peripheral portion of the surface 2a of the glass pane 2 and an inner surface 3a of the support part 3, thereby forming part of the groove 7.
In der logischen Folge der Montage wird nun ein steifes Füllstück 8 einstellbarer Dicke auf eine Innenseite 3b des Teils 3 in der Nähe seines Außenumfangs angeordnet.In the logical sequence of assembly, a rigid filler piece 8 of adjustable thickness is now arranged on an inner side 3b of the part 3 near its outer circumference.
Eine zweite elastische Umfangsdichtung 6, die identisch zur ersten 5 ist, wird auf einem Umfangsbereich der Seite 2b der Scheibe 2 angeordnet und greift in eine Nut 9 eines zweiten steifen Halteteils 4 aus Stahl ein, welches einen Rahmen bildet und einerseits die Dichtung 6 durch eine Innenfläche 4a bedeckt, welche einen Teil der Nut 9 bildet und andererseits das steife Füllstück 8 mit der Innenseite 4b bedeckt, welche in der Nähe seines Außenumfangs und gegenüber der Innenseite 3b des anderen Teils 3 angeordnet ist.A second elastic peripheral seal 6, identical to the first 5, is arranged on a peripheral region of the side 2b of the disc 2 and engages in a groove 9 of a second rigid support part 4 made of steel, which forms a frame and, on the one hand, covers the seal 6 by an inner surface 4a forming part of the groove 9 and, on the other hand, covers the rigid filler 8 with the inner face 4b arranged near its outer periphery and opposite the inner face 3b of the other part 3.
Die die Vorrichtung 1 bildenden Bauteile, welche derart provisorisch angeordnet sind, werden nun mittels einer mechanischen Klemmanordnung in ihrer Gesamtheit miteinander vereinigt.The components forming the device 1, which are arranged provisionally in this way, are now joined together as a whole by means of a mechanical clamping arrangement.
Diese besteht aus Schrauben 10, welche sich mit ihrem Kopf 10a auf einer äußeren Umfangsseite 4c des den Rahmen bildenden Teils 4 abstützen und deren Schaft lob die Fläche 4c des Teils 4 sowie das Füllstück 8 mittels Durchlaßöffnungen 11 durchsetzt, welche in diesen Teilen 3, 4 und im Füllstück 8 vorgesehen sind.This consists of screws 10, which are supported with their head 10a on an outer peripheral side 4c of the part 4 forming the frame and whose shaft lob penetrates the surface 4c of the part 4 as well as the filler piece 8 by means of through-openings 11 which are provided in these parts 3, 4 and in the filler piece 8.
Das Anziehen der Schrauben 10 erfolgt nun nacheinander durch Einschrauben ihrer Gewindeenden loc in die entsprechenden Gewindeabschnitte in den Öf fnungen 11 entlang des Umfangs des Tragteils 3.The screws 10 are now tightened one after the other by screwing their threaded ends loc into the corresponding threaded sections in the openings 11 along the circumference of the supporting part 3.
Die Klemmwirkung wird erfindungsgemäß ohne besondere Vorsichtsmaßnahme erzielt durch Einwirkung auf die Schrauben 10 mit dem Nominalmoment, wodurch sich die Tragteile 3 und 4 auf dem steifen Füllstück 8 abstützen; die Größe ihrer Verschiebung und demzufolge die Kompression der Dichtungen 5, 6 wird durch die Dicke des steifen Füllstücks 8 eingestellt, wobei diese wiederum bestimmt wird durch eine Anzahl von Schichten von Blechplättchen 8a, die aufeinander gestapelt sind, um einen je nach Bedarf und Konfiguration zerlegbaren Plättchenstapel mit der notwendigen Dicke zu erhalten.The clamping effect is achieved according to the invention without any special precautions by acting on the screws 10 with the nominal torque, whereby the supporting parts 3 and 4 rest on the rigid filler 8; the amount of their displacement and consequently the compression of the seals 5, 6 is adjusted by the thickness of the rigid filler 8, which in turn is determined by a number of layers of sheet metal plates 8a stacked on top of one another to obtain a stack of plates with the necessary thickness that can be dismantled according to requirements and configuration.
Die das zerlegbare Füllstück 8 bildenden Bleche 8a weisen vorgegebene Dicken auf, die gegebenenfalls 0,5/10 Millimeter betragen.The sheets 8a forming the detachable filler piece 8 have predetermined thicknesses, which may be 0.5/10 millimeters.
Sie sind miteinander über eine eine geringe Adhäsion bewirkende Substanz verbunden, die es ermöglicht, sie abzulösen und wieder aufzusetzen.They are connected to each other by a substance that causes low adhesion, which allows them to be removed and re-applied.
Sie können auch aus Plättchen aus Stahl oder Kupfer bestehen.They can also consist of plates made of steel or copper.
Bei dem gewählten Ausführungsbeispiel besteht das zerlegbare Füllstück 8 aus einem Rahmen, dessen Gestalt und Abmessungen im wesentlichen identisch mit der Gestalt der Tragteile 3 und 4 ist, wobei es durch Ausschneiden eines Stapels von Blechplattchen erhalten wird.In the selected embodiment, the demountable filler piece 8 consists of a frame whose shape and dimensions are essentially identical to the shape of the support parts 3 and 4, and is obtained by cutting out a stack of sheet metal plates.
Es ist jedoch nicht ausgeschlossen, daß der gewünschte Abstand, der durch die einstellbare Dicke des zerlegbaren Füllstücks 8 gegeben ist, auch durch eine Vielzahl von (nicht dargestellten) Streben erhalten wird, welche zwischen den Tragteilen 3 und 4 und deren Umfang 3b, 4b verteilt sind in Verlängerung der mechanischen Klemmanordnung, wobei gegebenenfalls sie von den Schrauben 10 durchsetzt werden. Diese Streben können ebenfalls gemäß dem erf indungsgemäßen Prinzip durch Aus schneiden aus einem Stapel von Blechplättchen erhalten werden.However, it is not excluded that the desired distance, which is given by the adjustable thickness of the collapsible filler piece 8, is also obtained by a plurality of struts (not shown) distributed between the support parts 3 and 4 and their periphery 3b, 4b in extension of the mechanical clamping arrangement, with the screws 10 possibly passing through them. These struts can also be obtained according to the principle of the invention by cutting them out of a stack of sheet metal plates.
Man sieht daß auf diese Weise die Veränderung der Dicke des zerlegbaren Füllstücks 8 eine Steuerung der Kompression der elastischen Dichtungen 5 und 6 bewirkt und damit eine Einstellung der Eigenfrequenz der Schwingung der Glasscheibe, ohne Überlagerung durch die Eigenschwingungen der anderen mechanischen Teile, beispielsweise der Tragteile 3 und 4. Bei dem beschriebenen Anwendungsfall beträgt die ursprüngliche Dicke des zerlegbaren Füllstücks 8 1,6 mm und verringert sich pro Schicht um 0,05 mm.It can be seen that in this way the change in the thickness of the detachable filler 8 controls the compression of the elastic seals 5 and 6 and thus an adjustment of the natural frequency of the vibration of the glass pane, without being superimposed by the natural vibrations of the other mechanical parts, for example the supporting parts 3 and 4. In the application described, the original thickness of the detachable filler 8 is 1.6 mm and decreases by 0.05 mm per layer.
Es wurden Schwingungsversuche mit verschiedenen Dicken des Füllstücks nach dessen Zerlegung durchgeführt.Vibration tests were carried out with different thicknesses of the filler piece after it had been dismantled.
Die unten angegebene Tabelle zeigt die Variation der Eigenfrequenz des Bildschirms 2 aus Glas als Funktion der Dicke des Füllstücks. Dicke FrequenzThe table below shows the variation of the natural frequency of the glass screen 2 as a function of the thickness of the filler. Thick frequency
Die Vorrichtung ermöglicht in weitem Maße eine Reproduktion der mechanischen Eigenschaften des Bildschirmes 2 bei der Serienfertigung. In der Tat werden die Fabrikationstoleranzen der verschiedenen Teile durch die Füllstücke 8 einstellbarer Dicke kompensiert, um so einen für jeden Bildschirm 2 identischen Frequenzwert zu gewährleisten.The device enables the mechanical characteristics of the screen 2 to be reproduced to a large extent in series production. In fact, the manufacturing tolerances of the various parts are compensated by the filler pieces 8 of adjustable thickness so as to ensure an identical frequency value for each screen 2.
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